Герб Саттер - Стандарты программирования на С++. 101 правило и рекомендация

• Название: Стандарты программирования на С++. 101 правило и рекомендация
• Автор: Герб Саттер
• Издательство: Издательский дом "Вильямс"
• Жанр: Программирование
• Год: 2005
• ISBN: 5-8459-0859-0

Эта книга поможет новичку стать профессионалом, так как в ней представлен сконцентрированный лучший опыт программистов на С++, обобщенный двумя экспертами мирового класса.

Начинающий программист найдет в ней простые и понятные рекомендации для ежедневного использования, подкрепленные примерами их конкретного применения на практике.

Опытные программисты найдут в ней советы и новые рекомендации, которые можно сразу же принять на вооружение. Программисты-профессионалы могут использовать эту книгу как основу для разработки собственных стандартов кодирования, как для себя лично, так и для группы, которой они руководят.

Конечно, книга рассчитана в первую очередь на профессиональных программистов с глубокими знаниями языка, однако она будет полезна любому, кто захочет углубить свои знания в данной области.

---

включать некоторое общее исключение UnknownException, генерируемое обработчиком. Заметим, что это автоматически уничтожит все преимущества от использования спецификаций исключений).

Обычно вы не можете писать спецификации исключений для шаблонов функций, поскольку вы не можете в общем случае сказать заранее, какие типы исключений могут сгенерировать типы, с которыми будет работать шаблон.

Снижение производительности в обмен на введение ограничений практически всегда бесполезно. Это отличный пример преждевременной пессимизации (см. рекомендацию 9).

Нет простого пути решения описанных в данной рекомендации проблем. В частности, проблемы не решаются путем перехода к статическим проверкам. Программисты часто предлагают перейти от динамической проверки спецификаций исключений к статической, как это делается в Java и других языках программирования. Коротко говоря, это просто означает поменять шило на мыло, т.е. один ряд проблем на другой. Пользователи языков со статической проверкой спецификаций исключений не менее часто предлагают перейти к динамической проверке…

Исключения

Если вы перекрываете виртуальную функцию базового класса, которая уже имеет спецификацию исключений, и у вас нет возможности внести изменения в базовый класс и убрать спецификации исключений (или убедить сделать это автора класса), то вы должны использовать совместимую спецификацию исключений в вашей перекрывающей функции, причем следует сделать ее не менее ограничивающей, чем в базовой версии, чтобы минимизировать возможность нарушений спецификации исключений:

class Base { //...     // В чужом классе имеется

 virtual f()           // спецификация исключений,

  throw(X, Y, Z) ;     // и если вы не можете

};                     // ее удалить...

class MyDerived

 : public Base { //... // ... то в вашем классе при

 virtual f()           // перегрузке функции она должна

  throw(X, Y, Z);      // иметь совместимую (желательно

};                     // идентичную) спецификацию исключений

Из опыта [BoostLRG] следует, что только пустые спецификации исключений (т.е. throw()) у невстраиваемых функций "могут давать некоторое преимущество у некоторых компиляторов". Не слишком оптимистичное заявление для одного из наиболее продвинутых, разрабатываемого экспертами мирового уровня проекта…

Ссылки

[BoostLRG] • [Stroustrup00] §14.1, §14.6 • [Sutter04] §13

STL: контейнеры

Если вам нужен контейнер, по умолчанию используйте vector.

— Бьярн Страуструп (Bjarne Stroustrup), [Stroustrup00] §17.7

Мы знаем, что вы уже предпочитаете использовать стандартные контейнеры вместо написанных вручную. Но какой именно контейнер следует использовать? Что должно (и что не должно) храниться в контейнерах и почему? Как следует заполнять контейнеры? Какие важные идиомы надо знать?

В этом разделе имеются ответы на все перечисленные (и не только) вопросы. И не случайно, что три первые рекомендации в нем содержат слова "Используйте vector...".

В этом разделе мы считаем наиболее значимой рекомендацию 79 — "Храните в контейнерах только значения или интеллектуальные указатели". К ней мы добавим — если даже вы не планируете применять [Boost] и [C++TR104] для иных целей, все равно воспользуйтесь их интеллектуальным указателем shared_ptr.

76. По умолчанию используйте vector. В противном случае выбирайте контейнер, соответствующий задаче

Резюме

Очень важно использовать "правильный контейнер". Если у вас есть весомые причины выбрать определенный тип контейнера, используйте тот контейнер, который наиболее подходит для вашей задачи.

Если конкретных предпочтений нет, возьмите vector и спокойно работайте, зная, что вы сделали верный выбор.

Обсуждение

Ниже представлены три главных аспекта, которые касаются программирования вообще, и выбора контейнера в частности.

• Следует писать в первую очередь корректный, простой и понятный код (см. рекомендацию 6). Предпочтителен выбор контейнера, который позволит вам написать наиболее понятный код. Так, если вам требуется вставка в определенную позицию, используйте последовательный контейнер (например, vector, list). Если вам нужен итератор произвольного доступа, выберите vector, deque или string. Если нужен словарный поиск наподобие c[0]=42;, воспользуйтесь ассоциативным контейнером (например, set, map) — но если вам требуется упорядоченная ассоциативная коллекция, то вы не можете использовать контейнеры с использованием хеширования (нестандартные hash_… или стандартные unordered_… контейнеры).

• Вопросы эффективности при написании должны учитываться только тогда и там, где это действительно необходимо (см. рекомендацию 8). Если на основании проведенных измерений с реальными данными доказано, что скорость поиска действительно критична, можно воспользоваться контейнерами с использованием хеширования (нестандартными hash_… или стандартными unordered_… контейнерами), затем — отсортированным vector, затем — set или map, обычно в приведенном порядке. Даже в этой ситуации отличия асимптотического времени работы (с использованием "большого O", например, линейное и логарифмическое время работы; см. рекомендацию 7) имеет значение, только если контейнеры достаточно велики, чтобы постоянные множители перестали играть роль. Для контейнеров, содержащих небольшие объекты наподобие double, для преодоления влияния постоянных множителей обычно требуется по крайней мере несколько тысяч элементов.

• Там, где это возможно и разумно, лучше писать транзакционный код со строгой гарантией безопасности код (см. рекомендацию 71), и не использовать некорректные объекты (см. рекомендацию 99). Если для вставки и удаления элементов вам требуется транзакционная семантика, или если необходимо минимизировать недействительность итераторов, лучше воспользоваться контейнерами на основе узлов (например, list, set, map).

В противном случае следуйте совету Стандарта: "vector представляет собой тип последовательности, который нужно использовать по умолчанию" ([C++03] §23.1.1).

Если вы сомневаетесь в данном совете, спросите сами себя — действительно ли у вас есть непреодолимые причины не использовать стандартный контейнер vector, который обладает следующими свойствами.

• Гарантирует минимальные среди всех контейнеров накладные расходы памяти на хранение (ноль байтов на объект).

• Гарантирует наивысшую среди всех контейнеров скорость доступа к хранимым элементам.

• Гарантирует локальность ссылок, означающую, что объекты, находящиеся рядом друг с другом в контейнере, гарантированно находятся рядом и в памяти, что не гарантирует ни один другой контейнер.

• Гарантирует совместимость размещения в памяти с размещением, используемым языком программирования С, в отличие от остальных стандартных контейнеров (см. рекомендации 77 и 78).

• Гарантирует наличие самых гибких итераторов (произвольного доступа).

• Почти гарантированно имеет самые быстрые итераторы (указатели или классы со сравнимой производительностью, которые зачастую работают в окончательной (не отладочной) версии с той же скоростью, что и указатели).

Есть ли у вас причины не использовать такой контейнер по умолчанию? Если у вас есть такая причина, связанная с одним из трех аспектов в начале этой рекомендации, то все замечательно — просто воспользуйтесь наиболее подходящим для вас контейнером. Если такой причины нет — возьмите vector и спокойно работайте, зная, что вы сделали верный выбор.

И последнее — лучше использовать контейнеры и алгоритмы стандартной библиотеки, а не стороннего производителя или разработанные самостоятельно.

Примеры

Пример. Использование vector для небольших списков. Распространенное заблуждение — использовать list только потому, что "очевидно, что list —подходящий тип для выполнения операций со списком", таких как вставка в средину последовательности. Тип vector для небольших списков практически всегда превосходит тип list. Несмотря на то, что вставка в средину последовательности требует линейного времени работы у vector, и постоянного — у list, вектор с небольшим количеством элементов обычно справляется с этой задачей быстрее — за счет меньшего постоянного множителя; преимущества асимптотического времени работы list проявляются только при больших количествах элементов в контейнере.